Los gemelos digitales están demostrando su valía en toda una serie de industrias e instalaciones.
Como réplica virtual de un activo o sistema físico que aprovecha datos en tiempo real, modelos matemáticos y análisis avanzados, los gemelos digitales reproducen el comportamiento del original para ofrecer a los operadores una visión completa de sus instalaciones.
En lo que respecta a la gestión de los recursos hídricos, muchas plantas de tratamiento de aguas residuales están sometidas a la presión de mejorar en términos de eficiencia, cumplimiento y perspectivas medioambientales, al tiempo que reducen los costes para los usuarios finales.
¿Pueden los gemelos digitales ofrecer una solución a estos retos para las plantas de tratamiento de aguas residuales?
A continuación, Louis Larsen, nuestro Director de Negocio Digital para Europa, describe algunos de los beneficios y ventajas más importantes, que pueden dividirse en tres grandes categorías.
#1 – Rendimiento y optimización
Numerosos estudios señalan que la adopción de tecnologías de gemelos digitales aumenta la eficiencia en diversos sectores.
Esto podría suponer una enorme diferencia en el sector del tratamiento de aguas residuales, que representa el 36%1 de la energía total utilizada por la industria del agua en su conjunto.
Mediante la extracción de datos en tiempo real de todos los equipos disponibles en la planta y su posterior combinación con modelos matemáticos, los operadores de la planta pueden obtener información exhaustiva sobre el comportamiento de sus instalaciones de tratamiento de aguas residuales.
Se pueden identificar ineficiencias, cuellos de botella y anomalías, optimizar los parámetros del proceso y ajustar las operaciones para lograr el máximo rendimiento del activo.
Los gemelos digitales también pueden ser una herramienta esencial para el control de procesos. La alimentación de datos en tiempo real proporciona una evaluación constante de los equipos y sistemas de la planta, lo que permite detectar posibles fallos en tiempo real. Esto ayuda a reducir el tiempo de inactividad, reducir los costes asociados a las reparaciones de emergencia y aumentar la vida útil de los activos.
Y lo que es más importante, a medida que las plantas de tratamiento de aguas residuales se amplían o modifican, las tecnologías deben deben adaptarse adecuadamente. Los gemelos digitales son flexibles y permiten la integración de nuevos activos y la personalización de nuevos parámetros y objetivos.
#2 – Mayor sostenibilidad y cumplimiento de la normativa
Una planta de tratamiento de aguas residuales más eficiente también aportará beneficios en materia de sostenibilidad.
En este caso, el modelo de gemelo digital puede proporcionar información detallada sobre los patrones de consumo de agua y energía, lo que permite a los operadores analizar las oportunidades de mejora. Podrán ver qué procesos y sistemas consumen más recursos y si el cambio de ciertos elementos operativos puede reducir el consumo.
Además de disminuir el consumo de agua y energía, las plantas de tratamiento de aguas residuales pueden aprovechar los datos de los gemelos digitales para optimizar la dosificación de productos químicos y minimizar la generación de residuos.
Las organizaciones que operan en diversos sectores ya están dando estos pasos. Según el estudio de la consultora Capgemini, las empresas que ya han empezado a implantar las tecnologías de gemelos digitales están obteniendo una mejora media del 16% en las métricas de sostenibilidad.
De hecho, más de la mitad (57%) de las empresas encuestadas coincidieron en que los gemelos digitales son herramientas fundamentales para mejorar los esfuerzos de sostenibilidad, lo que refleja la tendencia creciente de las empresas deseosas de cumplir sus compromisos ESG (Environmental, Social and Governance). De hecho, una de cada tres organizaciones encuestadas afirmó haber implantado gemelos digitales a escala para comprender y predecir su consumo de energía y sus emisiones.
#3 – Ahorro de CAPEX y OPEX
Un factor importante que hay que tener en cuenta a la hora de implantar tecnologías de gemelos digitales en una planta de tratamiento de aguas residuales es el coste.
El coste inicial dependerá de varios factores, como el tamaño de la planta, la complejidad de los procesos y el nivel de digitalización necesario. Esto debe evaluarse en relación con el ahorro de costes que puede derivarse de la mejora del rendimiento de la planta, la reducción de los gastos de mantenimiento y la optimización de la utilización de los recursos. Con la solución digital gemela Hubgrade Wastewater Plant Performance de Veolia Water Technologies, es posible aumentar la capacidad biológica e hidráulica hasta en un 100%, reducir el consumo de energía hasta en un 30% y posponer los proyectos de ampliación en más de 15 años.
Son aspectos importantes a tener en cuenta, y cada vez hay más pruebas que sugieren la confianza en un fuerte retorno de la inversión.
Según un estudio de Deloitte, los gemelos digitales pueden reducir los costes operativos entre un 20 % y un 30 %, incluso cuando se implantan en un silo individual2. De hecho, son este tipo de ahorros los que están impulsando la creciente demanda de soluciones de gemelos digitales, y se prevé que el mercado crezca a una tasa compuesta de crecimiento anual (TCAC) de alrededor del 37,5% entre 2023 y 20303.
Otra base de costes a tener en cuenta es la contratación. Uno de los retos más acuciantes a los que se enfrenta el sector del tratamiento de aguas residuales es atraer a profesionales cualificados, sobre todo de las generaciones más jóvenes. Las empresas que adopten métodos de trabajo digitales, incluida la utilización de gemelos digitales, estarán mejor posicionadas para mostrar el sector como una opción profesional modernizada y con visión de futuro, y atraer así a nuevos talentos. Esto supondrá una ventaja competitiva vital en un mercado de contratación saturado y podría generar importantes beneficios económicos a largo plazo.
El caso de los gemelos digitales en un mundo cambiante
Desde una perspectiva más amplia, existe una necesidad acuciante y urgente de aumentar el suministro de agua dulce para dar cabida a una población cada vez más numerosa.
Según las estimaciones de los expertos, ya en 2030 la demanda mundial de agua dulce superará a la oferta en un 40%4.
Esto pone de relieve el papel fundamental que siguen desempeñando las plantas de tratamiento de aguas residuales, no sólo para ayudar al mundo a satisfacer esta demanda, sino también para salvaguardar la salud pública y proteger el medio ambiente, ya sea reduciendo el efecto del exceso de fósforo o minimizando los microcontaminantes nocivos en el agua potable.
Los gemelos digitales tienen un papel crucial que desempeñar a la hora de ayudar a que los tratamientos de aguas residuales funcionen de forma más eficaz, sostenible y viable.
Para más información sobre los gemelos digitales y su posible impacto en el tratamiento de aguas residuales, te recomendamos leer nuestro artículo.
1 www.anglianwater.co.uk/siteassets/household/about-us/pr24/anh65-integrated-technology-scenario-development.pdf
2 https://action.deloitte.com/insight/3503/digital-twins-can-pump-up-industrial-outcomes
3 https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/digital-twin-market
4 https://info.veoliawatertechnologies.pl/en/transforming-the-future-of-wastewater-treatment-plant
